1.一种基于OFDM通信系统的快速密钥生成方法,其特征在于,所述方法包括:合法通信双方在相干时间内互相发送导频序列,获取信道冲激响应向量;
将所述信道冲激响应向量切分为多个子块,并分别计算出每个子块所有子载波的实部和虚部;
对每个子块的所有子载波分别按其实部和虚部生成密钥,并将所有子载波的实部密钥和虚部密钥分别按对应子块内子载波顺序进行排列,分别得到每个子块的实部初始密钥和虚部初始密钥;
所述对每个子块的所有子载波分别按其实部和虚部生成密钥包括分别计算出整个信道冲激响应向量h的所有子载波的实部均值和虚部均值,将每个子块中首个子载波按照当前子载波的实部值和虚部值以及对应的实部均值和虚部均值,分别生成实部密钥和虚部密钥;将每个子块中其他子载波按照当前子载波的实部值和虚部值以及前一子载波的实部值和虚部值分别生成实部密钥和虚部密钥;
首个子载波分别生成实部密钥和虚部密钥的计算公式表示为:
j,1 j j,1 j,1 j
其中,KeyR 表示子块h的首个子载波h 所对应生成的实部密钥;KeyI 表示子块hj,1的首个子载波h 所对应生成的虚部密钥;meanR表示整个向量h的所有子载波的实部均值;
j,1 j
meanI表示整个信道冲激响应向量h的所有子载波的虚部均值;R(h )表示子块h的首个子j,1 j,1 j j,1 j载波h 的实部值,I(h )表示子块h的首个子载波h 的虚部值,h表示信道冲激响应向量h的第j个子块,j={1,2,...,s},s表示信道冲激响应向量切分的子块个数;
其他子载波分别生成对应实部密钥和虚部密钥的计算公式表示为:
j,k′ j j,k′ j,k′
其中,KeyR 表示子块h的第k′个子载波h 所对应生成的实部密钥;KeyI 表示子j j,k′ j,k′‑1 j块h的第k′个子载波h 所对应生成的虚部密钥;R(h )表示子块h的第k′‑1个子载波j,k′‑1 j,k′‑1 j jk′‑1 j,k′h 的实部值,I(h )表示子块h的第k′‑1个子载波h , 的虚部值,R(h )表示子块j j,k′ j,k′ j j,k′ jh的第k′个子载波h 的实部值,I(h )表示子块h的第k′个子载波h 的虚部值,h 表示信道冲激响应向量h的第j个子块,j={1,2,...,s},s表示信道冲激响应向量切分的子块个数,k′={2,3,...,l},l表示每个子块中子载波个数,l=M/s,M表示导频信号的长度;
利用每个子块内子载波的相位作为扰码初始化,并生成扰码序列分别对整个信道冲激响应向量的实部初始密钥和虚部初始密钥进行加扰,生成最终的实部密钥和虚部密钥,并按照前后排列生成最终密钥。
2.根据权利要求1所述的一种基于OFDM通信系统的快速密钥生成方法,其特征在于,所述将所有子载波的实部密钥和虚部密钥进行顺序排列包括按照子载波顺序,将每个子载波的实部密钥和虚部密钥分别按对应子块内子载波顺序进行排列,形成一维的子块实部初始密钥和虚部初始密钥,并将所有子块实部初始密钥和虚部初始密钥按照子块顺序排列分别生成整个信道冲激响应向量h的实部初始密钥和虚部初始密钥。
3.根据权利要求1所述的一种基于OFDM通信系统的快速密钥生成方法,其特征在于,所述利用每个子块内子载波的相位作为扰码初始化之前还包括:提取每个子块的首个子载波的相位,并量化为对应比特;将量化结果作为扰码初始化。
4.根据权利要求1所述的一种基于OFDM通信系统的快速密钥生成方法,其特征在于,所述利用每个子块内子载波相位作为扰码初始化之前还包括:提取每个子块的所有子载波的相位,将该子块内的所有子载波的相位求取平均值,并将该平均值量化为对应比特;将量化结果作为扰码初始化。
5.根据权利要求3所述的一种基于OFDM通信系统的快速密钥生成方法,其特征在于,所采用的量化规则包括:j j
其中,C1j表示子块h 的子载波相位的对应量化比特结果;θj表示子块h 的子载波的相位。
6.根据权利要求3或4所述的一种基于OFDM通信系统的快速密钥生成方法,其特征在于,将量化结果作为扰码初始化包括将信道冲激响应向量中各个子块的量化结果按子块顺序排列后并抛弃最后一个比特,生成长度为s‑1的扰码初始化序列;按照物理层标准扰码规则生成长度为M的Gold序列;并将Gold序列作为扰码序列分别对整个信道冲激响应向量h的实部初始密钥和虚部初始密钥按子载波位置对应进行加扰,并将子块的最终实部密钥和虚部密钥按顺序排列生成最终密钥。